Фазированные вертикалы

[UA3TW]

Так обрадовался, когда RW6AML пример подкинул 9.3.2. сейчас думаю я его проверю в виртуальной лаборатории. Но ни хрена не работает у меня со скрещенной линией. С не скрещенной работает. В чём дело - не пойму
Кабели у меня 2,96 и 28,9 метра. Вертикалы по 20,47м высотой и диаметром по 2мм Расстояние 14,35м Буду думать... Нужен третий способ.

[RJ3FF]

Думаю, что самая сложная антенна на передачу, это 2 четверть - волновых элемента, однако.

Тоже так думаю. Намного сложнее чем 4SQ. Но решается.

Получится кардиоида, усиление по сравнению с одним элементом 3,1 дБ. Входное 29 Ом. Полоса по ДН узкая будет, конечно. Если между вертикалами 1/8 лямбда, то кабели такие: 0,075м и 0,414м. Это всё без коэффициента укорочения. Усиление будет 4,27 дБ по сравнению с одиночным, входное около 9 Ом.

Есть и совершенно другой подход.

Подбор длины линий от общего фидера до каждого элемента - не единственный вариант.
Тот же самый результат можно получить, включая сосредоточенные реактивные элементы и коммутируя только их. По сути , этот метод получения нужного амплитудно-фазового распределения (АФР) прекрасно работает в популярной уже более полувека конструкции HB9CV. Директор и рефлектор в этой антенне имеют разные длины, что эквивалентно включению в линию реактивностей с соответствующими параметрами .
Расстояние от точки питания до одного и до другого элемента не имеет никакого сакрального значения , равно как и "волшебная" длина бума в 1/8 длины волны. Видимо уважаемому ( гениальному!) автору этой конструкции было так легче вести расчёты - его можно понять. Ведь делал он это почти 70 лет назад!

Вот как выглядит этот подход в случае фазирования двух чктвертьволновых вертикалов, расположенных на растоянии примерно 0,15 длины волны.

Чтобы легче было иллюстрировать при помощи ММАНы, 2 вертикала с приподнятыми противовесами соединены линией со "средним" по величине волновым сопротивлением около 300 Ом с перехлёстом. При таких параметрах линии ММАНА ещё обеспечивает с гарантией необходимую точность вычислений. Для питания элементов вполне можно использовать и обычный коаксиал, но для расчётов тогда придётся использовать NEC2.

Кабель подключается в центр линии. Спереди и сзади от точки питания в разрыв проводников линии включены пары конденсаторов. В данной модели получилось по 141 пФ со стороны директора и по 253 пФ со стороны рефлектора. Коммутация очень простая:
к постоянно сидящим в линии 141 пФ со стороны тыла подключаем параллельно дополнительные 112 пФ. Достаточно пары реле переключательного типа .

В точках подключения линии к элементам включены одинаковые шунты ( индуктивности , параллельно линии) по 3 мкГн.

GP 2a.maa

В итоге имеем те же 10 Ом входного сопротивления ( что и писал Николай), по краям 20 метрового диапазона КСВ чуть менее 2 ( узковато!), подавление тыла по краям порядка 20,5 дБ ( сносно) при "идеальном" в центре диапазона.

В экспериментальных моделях с низким сопротивлением линии ( модели не привожу) полоса получается заметно шире ( КСВ по краям около 1,65).

Хотелось бы попросить Николая UA3TW привести параметры по рабочей полосе ( как по ДН, так и по согласованию для сравнения двух разных подходов.

- - - Добавлено - - -

rj3ff
Владимир, мне как то житель столицы сказал: а у вас в деревне все по другому, однако.

Владимир, Вы будете смеяться (С) ! Шек был в деревне, в сельской школе

[UA3TW]

Блин, так ничего не успеешь, цейтнот начался... Сейчас мне главное понять, почему у меня с Гончаренко не сходится, может, я пользоваться не умею прогой или прога EZNEC - полная лажа. Может придётся к AC6LA обращаться, в чём дело.
Попробую ещё вечером с кабелями но в MMANA. Сейчас ещё пробовал из Гончаренко по Рис 9.3.3. Тоже ерунда получилась.
Владимир, модель скачал, попробую с линией 300 Ом и с другими.

[RJ3FF]

Есть и совершенно другой подход.

Продолжение ...

Интересные результаты получаются, если классическую перекрещивающуюся линию заменить на не перекрещивающуюся. Фазирование ( получение необходимого АФР) в этом случае можно осуществить иным способом. В модели, которую я привожу ниже, вместо фазирующих конденсаторов ( см. модель из сообщения 527 ) включены нагрузки с jX=0. Просто в качестве иллюстрации. Фазирующими теперь являются шунты w2c и w4c , которые включены в точках подключения элементов параллельно линии. Формат нагрузок специально оставил "R=jX". Их сопротивления зеркальны :
в точке подключения директора X=-28, в в точке подключения рефлектора X=+28.
Кардиоида при таком подходе получается именно при таком ( зеркальном) сочетании реактивностей ( и при именно такой длине элементов - об этом напишу позже).

GP 2a CF.maa

В итоге - полоса стала шире, как по ДН, так и по согласованию.
Всё в той же полосе 350 кГц двадцатиетрового диапазона подавление по краям около 22,5 дБ ( против 20,5 при перекрещивающейся линии).
КСВ по краям теперь гораздо лучше - 1,5 ( при перекрещивающейся линии - 2).
Формат представления нагрузок в этом случае на полосу не оказывает влияния. Специально подставлял 0,3144 мкГн и 401 пФ соответственно - результат можно заметить только под микроскопом

[VA6AM]

А как это сделать с коаксиальными кабелями?

[UA3TW]

Реально не успеваю за развитием событий... Предлагаю условиться давать ослабление в децибелах а не в баллах. Баллы у всех свои. Когда у нас были IC-746 и IC-756, я твёрдо знал, что баллы там по 3 дБ. Потом появился FT-2000 и я почему-то решил, что в нём баллы по 6 дБ, но не так давно узнал, что тоже по 3 дБ. Поэтому непонятно, какие 4 балла подавления были заявлены ранее. Если по 3 дБ, то 12 дБ подавления - вполне согласуется с тем, что у меня получилось при моделировании по размерам Гончаренко. Если 24 дБ - то для меня это звучит не реально, если во всей полосе и по всем азимутам. Реально по определённым азимутам и в определённой частотной точке.
Владимир, я пока не успел поработать с моделью со скрещенной линией. То, что она работает с высокоомной двухпроводкой - никаких сомнений. В принципе схема ничем не отличается от https://forum.qrz.ru/40-antenny-kv/3...ml#post1107062 Просто вертикальный однодиапазонный вариант.Так что можно попробовать навесить на линию ещё вертикалы на 15 и 10м. А вот неперекрещенная схема очень интересна.
С примерами из Гончаренко у меня вроде концы с концами сошлись. В качестве третейского судьи привлёк моделирование в MMANA на кабелях. Точность не идеальная, но вполне разумная для очных ставок. Для
любителей выложу куски кабелей с Zo 100, 75 и 50 Ом.

- - - Добавлено - - -

Модели не пристегнулись. А теперь сдвоились.
А здесь модель - заготовка с коаксиалами для скрещенного случая RJ3FF, утром сделал а настраивать не успел. Сами можете настроить. Если надо менять волновое кабеля, меняйте диаметр центральной жилы.

[UA3TW]

Попутно подниму ещё один вопрос. Как раз Владимир дал модели со скрещенной и нескрещенной линиями. Так что наверное ещё раз (наверное, четвёртый) обращу внимание на вопрос устойчивости, в смысле устойчивости ДН. Можно видеть, что некоторые ДН, настроенные по подавлению в одной частотной точке, очень быстро разваливаются и выпускают задний лепесток при небольшой расстройке от центральной частоты. Другие же долго сохраняют подавление при отходе от центральной частоты. Впервые я это заметил и занимался более десяти лет назад. От чего зависит - в общем случае не знаю, но дам один пример. Если два элемента находятся на небольшом расстоянии друг от друга, около 1/8 лямбда, то устойчивой будет модель со скрещенной линией, а с нескрещенной - неустойчивой. При увеличении расстояния эффект слабеет. Для иллюстрации даю две MMANA модели, со скрещенной и нескрещенной. Сравните в полосе. С КСВ кстати в неустойчивой модели всё в порядке - по КСВ шире, чем в устойчивой модели.

[RJ3FF]

От чего зависит - в общем случае не знаю, но дам один пример. Если два элемента находятся на небольшом расстоянии друг от друга, около 1/8 лямбда, то устойчивой будет модель со скрещенной линией, а с нескрещенной - неустойчивой. При увеличении расстояния эффект слабеет.

Николай, не всё тут так просто ...
Вот модель с не скрещенной линией. Очень устойчивая.
350 кгц на двадцатке перекрывается с -26 дБ по краям и КСВ не хуже 1,3 ( если чуть подстроить СУ).

20 2a CF S.maa

Причём устойчивость обеспечивается при строго определённой ( резонансной -?) длине элементов. Как я уже писал, при этом получается "зеркальное" соотношение импедансов фазирующих шунтов.

[UA3TW]

Именно не просто. Я и дал пример для конкретного случая, где скрещенные намного лучше, а где-то наоборот будет. В целом я не классифицировал и не изучал. Но просто обращаю внимание на важность. Так как были рецепты искать фазирующие линии по APAK калькулятору, и про устойчивость ни звука. А там было несколько решений и среди них были как устойчивые так и нет. Когда изучал, где-то в 2007г, то запомнил, что зависит от длины элементов. Если длина элементов больше или меньше некоторого промежутка, то устойчиво, а если внутри промежутка, то нет. А промежуток этот между длиной рефлектора и директора в двухэлементной пассивной антенне. Как-то так примерно. Т.е. имеется в виду, что в двухэлементной антенне оба элемента имеют одинаковую длину, так как предназначено под переключение вперед-назад, фазированием. И они должны быть или оба короче или оба длиннее, а не внутри промежутка. А может если внутри промежутка, то тоже хорошо, но другая схема, не скрещенная. Короче, вопрос интересен и просит изучения. Для практики устойчивость очень важна.

- - - Добавлено - - -

Владимир, не могу удержаться, спасибо за прекрасную схему, пост 533. Буду ближайшие дни тоже крутить её, а то я считал модель с не скрещенной линией бесперспективной, видимо, были в прошлом неудачные попытки. Ведь для вертикальных антенн скрещение - большое неудобство, непонятно, как оплётка себя поведет.

[RJ3FF]

А здесь модель - заготовка с коаксиалами для скрещенного случая RJ3FF, утром сделал а настраивать не успел. Сами можете настроить. Если надо менять волновое кабеля, меняйте диаметр центральной жилы.

А как это сделать с коаксиальными кабелями?

Николай, спасибо, настроил.

GP 2a_coax.maa

Получился как раз тот удобный частный случай, когда коммутация сводится просто к закорачиванию конденсаторов.
Подозреваю ( пробовал в модели с низкоомной симметричной линией "за гранью разумного"), что при дальнейшем снижении сопротивления линии устойчивость ( как по согласованию, так и по ДН) будет выше.

Но проверять модели с коаксиальными линиями лучше всё же при помощи NEC2.
Обсчёт на порядок быстрее ( если не на 2 ) и легко можно менять электрическую длину и сопротивление лини ( через карту "TL").

[UA3TW]

Это да. А коаксиалы в MMANA я держу для независимой проверки. Просто не успеваю сделать EZNEC модель из этого файла. Там не так просто вставить нагрузки, подумать немного придётся.

[UA0WY]

Добрый день!

Добавлю из собственного опыта.
Заинтересовала конструкция UA1DZ, квадраты переключаемые в 4 направления. Все начиналось с личных воспоминаний и темы на форуме CQHAM "Переключаемые квадраты UA1DZ". В итоге общения с Николаем ? UA3TW и Алексеем, UA4WI была воплощена в жизнь антенна для 20м диапазона с активным питанием.
Позже было много разных вавриантов в том числе с кабельным пассивным, с кабельным активным ничего хорошего не получилось.
В итоге, признаю, что вариант первый, с перекрещенными линиями и конденсаторами для точной подгонки амплитудно фазовых соотношений - был лучшим. И по характеристикам в полдосе частот и главное , в простоте реализации.
Подробнее здесь:
https://ra0wkq.ucoz.ru/antenna_ua0wy.pdf

73!

[VA6AM]

Позже было много разных вавриантов в том числе с кабельным пассивным, с кабельным активным ничего хорошего не получилось.
В итоге, признаю, что вариант первый, с перекрещенными линиями и конденсаторами для точной подгонки амплитудно фазовых соотношений - был лучшим. И по характеристикам в полдосе частот и главное , в простоте реализации.

Не нашёл в статье как выполнены линии от реле до периметра антенны. Можно пояснить?

- - - Добавлено - - -

в точке подключения директора X=-28, в в точке подключения рефлектора X=+28.

А как вы получили это значение 28? Откуда оно?

[RJ3FF]

Просто не успеваю сделать EZNEC модель из этого файла.

Николай, я обычно генерю текстовый файл при помощи NEC2forMMANA, потом этот текст вставляю при помощи "блокнотного" редактора в 4NEC2. Нагрузки встают автоматом те, что были и там, где были.
Потом уже добавляю разные карты типа TL, SC , GM и т.д. Файл можно сохранить с расширением ".nec" и потом скормить его EZNEC`у.

- - - Добавлено - - -

А как вы получили это значение 28? Откуда оно?

Павел, приветствую!

Подбирал величины нагрузок оптимизатором , добиваясь максимума ("идеального") подавления строго с тыла на средней частоте диапазона.

Я очень долго возился с этим способом фазировки поначалу... , пока не понял, что самые устойчивые варианты получаются при строго определённой длине элементов. Видимо, это именно резонансная длина - очень похоже, но проверить, как всегда - лень
Сильно удивился, когда увидел, что импедансы получаются зеркальные.
Теперь стало проще : ищем при какой длине элементов получается максимум подавления именно при зеркальных импедансах ( оптимизатор ММАНы делает это элементарно посредством т.н. кооперации) и автоматически получаем модель с максимальной устойчивостью.

[VA6AM]

Владимир,

Я убрал по одному противовесу и те что остались сделано вдоль, не поперёк элементов.
И пришлось менять 28 на 33 чтобы получить нормальные параметры.
Пришлось и емкость с индуктивностью немного подстроить
Т.е я не очень то и ошибался с моим малым опытом в моделировании?

А как на практике это все попробовать?
Как лучше делать конструктивно?

У меня деревянный забор и идея была вдоль забора это поставить на высоте в 1.5 метра, что не сложно для эксперимента.
Но нет даже идеи как это все потом настраивать....а просто наугад как то не интересно.

Спасибо